© Polystyrene pollution at the Flutsaum, Photo: Jayne Doucette / Woods Hole Oceanographic Institution
© Collin Ward, WHO at the WHOI, works in his lab on styrofoam samples, photo: Jayne Doucette / Woods Hole Oceanographic Institution
Sollys nedbryder polystyren hurtigere end forventet
October 15, 2019
Vis plast nedbrydes af sollys
En undersøgelse offentliggjort af forskere fra Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) viser, at polystyren, en af verdens mest allestedsnærværende plasttyper, kan nedbrydes af sollys i årtier eller århundreder i stedet for tusinder af år siden. Undersøgelsen blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Environmental Science and Technology Letters.
Polystyren er rutinemæssigt blevet påvist i verdenshavene siden 1970'erne. Tanken om, at sollys nedbryder plastik, er ikke ny, siger Ward: "Se bare på plastiklegetøj, parkbænke eller liggestole, der hurtigt kan bleges af solen." Den nye undersøgelse viser, at sollys ikke kun fysisk kan nedbryde plastik, men også kan nedbryde dem kemisk til opløst organisk kulstof og spor af kuldioxid, på et niveau for lavt til at påvirke klimaændringerne. Når først plastikken gennemgår denne transformation, forsvinder dens oprindelige form fra miljøet, hvilket skaber helt nye biprodukter, der er usynlige for det blotte øje. Spørgsmålet om, hvordan denne transformation fungerer, vil være en vigtig del af estimeringen af, hvor meget plastik der faktisk er indeholdt i miljøet.
"I øjeblikket mener politikere generelt, at polystyren vil vare evigt i miljøet," siger Collin Ward, havkemiker ved WHOI og hovedforfatter af undersøgelsen. "Det er en del af begrundelsen for at forbyde dem ved politik." En af vores motiver for denne undersøgelse var at forstå, om polystyren faktisk holder evigt. "Vi siger ikke, at plastikforurening ikke er dårligt, kun at polystyrens persistens i miljøet kan være kortere og sandsynligvis mere kompliceret, end vi hidtil har forstået, og chancen for årtiers miljøskader er der stadig."
Tidligere estimater af, hvor hurtigt polystyren opløses, var baseret på et andet sæt antagelser, forklarer Ward. Tidligere undersøgelser har i vid udstrækning fokuseret på mikrobernes rolle i nedbrydning frem for andre faktorer såsom sollys. Det er ikke overraskende, tilføjer Chris Reddy, WHOs havkemiker og medforfatter af det aktuelle studie. Plast er bare en anden form for organisk kulstof, og mikrober ville sandsynligvis "æde" det - men det advarer om, at mikrober også er smarte og selektive. Den kemiske struktur af polystyren er kompleks og omfangsrig.
"Selvom strukturen af polystyren er et vanskeligt mål for mikrober, har den den perfekte form og størrelse til at fange visse frekvenser af sollys," tilføjer Ward. Absorptionen af denne energi kan bryde kulstofbindingerne.
I laboratoriet testede forskerne fem forskellige prøver af kommercielt tilgængelig polystyren. De dyppede hver prøve i forseglede glasbeholdere med vand og udsatte dem for en solsimulator, en lampe, der emulerer frekvenserne af sollys. Derefter indsamlede forskerne CO2 og forbindelser, der blev opløst i vandet.
Med en række kemiske værktøjer, herunder et massespektrometer, sporede Ward og kolleger oprindelsen af kulstof atomer, der findes i både CO2 og filtreret vand. "Vi brugte flere metoder til at gøre dette, og de pegede alle på det samme resultat: sollys kan omdanne polystyren til CO2, men vi har brug for mere forskning for at forstå, hvad der sker med de andre produkter, der opløses i vandet," siger Ward.
Undersøgelsen fandt også, at tilsætningsstoffer til polystyren, som kan bestemme dets farve, fleksibilitet og andre fysiske egenskaber, spiller en vigtig rolle i nedbrydningen. "Forskellige tilsætningsstoffer ser ud til at absorbere forskellige frekvenser af sollys, hvilket påvirker hastigheden af plastisk nedbrydning," siger Reddy.